taajuustasolla

Taajuustasolla tarkoittaa signaalin esittämistä taajuuskomponenttien funktiona sen sijaan, että signaali nähtäisiin ainoastaan ajan funktiona. Tämä näkökulma perustuu Fourier-analyysiin, jonka avulla aika-alueen signaali voidaan hajottaa sen eri taajuuskomponenteiksi. Taajuusdomiini kuvaa signaalin spektriä, jossa huiput sekä niiden leveydet kertovat rytmien, harmonisten komponenttien ja mahdollisten epälineaarisuuksien voimista.

Taajuustasolla saadut tiedot saavutetaan usein Fourier-transformaation avulla ( FT) tai sen diskreetillä versiolla ( DFT/FFT). Magnitudinen spektri kuvaa kunkin taajuuden komponentin voimakkuuden, kun taas vaihe kertoo näiden komponenttien suhteellisen viiveen. Lisäksi voidaan tarkastella tehonspektriä (power spectral density), joka kuvaa signaalin energiantarvetta eri taajuuksilla. Taajuustasolla analysoidaan sekä jatkuvia että diskretisoituja signaaleja, ja kaksiulotteisessa tapauksessa myös kuvat voivat olla taajuusalueella analysoitavissa.

Käyttökohteita taajuustasolla ovat esimerkiksi äänentoisto ja musiikintuotanto, joissa spektrin muokkaaminen tai suodatus muuttaa äänenlaatua; viestintä, jossa taajuusjakautuma vaikuttaa kanavien valintaan ja modulaatioon; sekä kone- ja rakenteiden vianmääritys sekä lääketieteellinen kuvantaminen, joissa tärinä- tai värähtelytavutpalat ilmenevät taajuustekijöinä. Taajuustasolla on myös etuja: konvoluutiot voidaan aloittaa muuntamalla ne kertolaskuiksi taajuudessa, mikä voi tehostaa käsittelyä.

Rajoitteet liittyvät stationaarisuuden oletukseen: monet signaalit ovat ajan mittaan muuttuvia, jolloin taajuusspektri kertoo vain osan todellisesta rakenteesta. Tällöin käytetään aikataajuusanalyysejä kuten STFT tai wavelet-transformaatio, jotka tarjoavat sekä aikä kuin taajuustietoa. Taajuustasolla analysointi on siis voimakas työväline, mutta sen tulkinta vaatii kontekstin huomioimista.